题目内容
【题目】丙烯是重要的有机化工原料，工业上丙烷脱氢制丙烯的反应如下：C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g) △H1
(1)一定温度下，向 10 L 恒容密闭容器中充入 2 mol C3H8 发生反应，经过 10 min达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的 1.75 倍。
① 0 ～ 10 min 内丙烯的生成速率 v(C3H6) =________， C3H8 的平衡转化率为______。
②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是___________。
A．气体密度保持不变 B．[c(C3H6)·c(H2)]/c(C3H8)保持不变
C．装置内总压器保持不变 D．C3H8 分解速率与 C3H6 生成速率相等
(2)总压强分别为 p1 和 p2 时，上述反应在不同温度下达到平衡，测得丙烷及丙烯的物质的量分数如下图所示：
① 压强：p1 __ p2 ； △H1_____0 (填“>”或“<”)，该反应自发进行的条件是_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)
②若p1=0.1 MPa，起始时充入一定量的丙烷发生反应，计算 Q 点对应温度下该反应的平衡常数Kp =___(用平衡分压代替平衡浓度计算，某气体分压=总压×某气体物质的量分数)
③在恒温恒压条件下，向容器中通入丙烷和稀有气体的混合气体，发生丙烷脱氢反应，发现混合气体中稀有气体所占比例越多，丙烷脱氢转化率逐渐增大。试解释原因____________。
(3)在实际生产中，还可能存在如下副反应：
C3H8(g) C2H4(g)+CH4(g) △H2 = +81.7 kJ/mol
C2H4(g)+H2(g) C2H6(g) △H3
C3H8(g) +H2(g)CH4(g)+C2H6(g) △H4 = -54.8 kJ/mol
则△H3 =_____。
【答案】0.015mol·L-1·min-1 75% BC > > 高温 0.0125MPa 该反应是气体分子数增加的反应，随着稀有气体比例的增加，降低了反应体系各气体的分压，相当于减压，从而促进反应向正反应方向进行，提高了丙烷脱氢的转化率 -136.5 kJ/mol
【解析】
（1）①令消耗C3H8的物质的量为xmol，C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g)
起始：2 0 0
变化：x x x
平衡：2－x x x 利用压强之比等于物质的量之比，得出
，x=1.5mol，根据化学反应速率的数学表达式，v(C3H6)=
mol/(L·min)=0.015 mol/(L·min)；C3H8的转化率为
=75%；
②A、根据
，C3H8、C3H6、H2都是气体，即气体质量保持不变，容器为恒容，V保持不变，密度不变，不能说明反应达到平衡，故A不符合题意；
B、Qc=[c(C3H6)·c(H2)]/c(C3H8)，K=[c(C3H6)·c(H2)]/c(C3H8)，当Qc=K时反应达到平衡，即随着反应进行该比值不再改变，说明反应达到平衡，故B符合题意；
C、反应前后气体系数之和不相等，利用压强之比等于物质的量之比，因此当压强不再改变，说明反应达到平衡，故C符合题意；
D、分解C3H8，生成C3H6，反应都是向正反应方向进行，因此C3H8分解速率与C3H6生成速率相等，不能说明反应达到平衡，故D不符合题意；
（2）①根据图像，作等温线，增大压强，平衡向逆反应方向进行，C3H8的物质的量增大，物质的量分数增大，即p1>p2；根据图像，随着温度升高，C3H8物质的量分数降低，升高温度，平衡向正反应方向进行，即△H1>0；根据符合判据△G=△H-T△S，△H>0，根据方程式，该反应为熵增，即△S>0，能够自发进行，△G<0，即需要在高温下；
②假设起始时丙烷的物质的量为1mol，根据方程式可知：
C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g)
起始量（mol） 1 0 0
变化量（mol） y y y
平衡量 （mol） 1-y y y
Q点：丙烷的物质的量分数为50%，则1-y=0.5(1+y)，解得y=1/3，则C3H8(g)、C3H6(g)、H2(g) 平衡时的物质的量分数分别为：1/2、1/4、1/4，
则Q 点对应温度下该反应的平衡常数 Kp =
=
=0.0125MPa，
③由反应方程式C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)可知，该反应是气体分子数增加的反应，随着稀有气体比例的增加，降低了反应体系各气体的分压，相当于减压，从而促进反应向正反应方向进行，提高了丙烷脱氢的转化率；
（3）①C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g) △H2
②C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) △H3
③C3H8(g) +H2(g)CH4(g)+C2H6(g) △H4 = -54.8 kJ/mol
根据盖斯定律，③-①=②，则△H3=△H4-△H2 =-54.8 kJ/mol-81.7 kJ/mol=-136.5 kJ/mol。
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(3)中和热测定的实验中，用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、________、量筒。由甲、乙两人组成的实验小组，在同样的实验条件下，用同样的实验仪器和方法进行两组测定中和热的实验，实验试剂及其用量如下表所示。
反应物 | 起始温度t1/℃ | 终了温度t2/℃ | 中和热/kJ·mol－1 |
A．1.0 mol/L HCl溶液50 mL、1.1 mol/L NaOH溶液50 mL | 13.0 | ΔH1 | |
B．1.0 mol/L HCl溶液50 mL、1.1 mol/L NH3·H2O溶液50 mL | 13.0 | ΔH2 |
①甲在实验之前预计ΔH1＝ΔH2,他的根据是A、B中酸与碱的元数、物质的量浓度、溶液体积都相同;而乙在实验之前预计ΔH1≠ΔH2，他的根据是 _________________________。
②实验测得的温度是：A的起始温度为13.0 ℃、终了温度为19.8 ℃．设充分反应后溶液的比热容c＝4.184 J/(g·℃)，忽略实验仪器的比热容及溶液体积的变化，根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学反应方程式：_______________________________。
【题目】下表是常温下几种常见弱酸的电离平衡常数:
弱酸 | 电离方程式 | 电离平衡常数K |
CH3COOH | CH3COOH | K=1.6×10-5 |
H2C2O4 | H2C2O4 HC2O4- | K1=5.9×10-2 K2=6.4×10-5 |
H2CO3 | H2CO3 | K1=4.4×10-7 K2=5.6×10-11 |
H2S | H2S | K1＝9.1×10－8K2＝1.1×10－15 |
回答下列问题:
(1)某温度下，纯水中的c（H+）=2．0×10-7mol/L，则此时溶液中c（OH-）为_______mol/L；此时温度__________25 ℃（填“大于”，“小于”或“等于”），若温度不变，滴入稀硫酸使c（H+）=5．0×10-6mol/L，则由水电离出的c（H+）为______mol/L。
(2)下列四种离子结合H+能力最强的是______。
A．HCO3- B． C2O42- C． S2－ D．CH3COO-
(3)该温度下1.0 mol·L-1的CH3COOH溶液中的c(H+)=_____span> mol·L-1
(4)常温下，加水稀释0.1 mol·L-1的H2C2O4溶液，下列说法正确的是（______）
A．溶液中n(H＋)×n(OH－)保持不变
B．溶液中水电离的c(H＋)×c(OH－)保持不变
C．溶液中c(HC2O4-)/c(H2C2O4)保持不变
D．溶液中c(OH－)增大
(5)将CH3COOH溶液加入少量Na2CO3溶液中，反应的离子方程式为__________________________。
